Paracoccus denitrificans

Paracoccus denitrificans ist ein unbewegliches, coccoides, Gram-negatives Bakterium, das im Boden, Abwasser oder Klärschlamm vorkommt. Es wurde 1910 als Micrococcus denitrificans von Martinus Beijerinck aus Gartenboden isoliert.^[1] Die Gattung Paracoccus wurde 1969 von Davis et al. kreiert mit Paracoccus denitrificans als Typ-Spezies.^[2]

Paracoccus denitrificans
Systematik
Abteilung: Proteobacteria Klasse: Alphaproteobacteria Ordnung: Rhodobacterales Familie: Paracoccaceae Gattung: Paracoccus Art: Paracoccus denitrificans
Wissenschaftlicher Name
Paracoccus denitrificans
(Beijerinck & Minkman 1910) Davis 1969

Das fakultativ anaerobe, fakultativ chemolithoautotrophe, nicht fermentierende Bakterium wird phylogenetisch nach seiner 16S rRNA Sequenz zur α₃-Untergruppe (Rhodobacter Gruppe) der Proteobakterien (Purpurbakterien) zugeordnet, der auch die photosynthetischen Bakterien Rhodobacter sphaeroides und Rhodobacter capsulatus angehören.

Den Stoffwechsel betreffend ist Paracoccus denitrificans sehr vielseitig. So sind alle Enzyme des Citratzyklus vorhanden. Eine Glycolyse findet nicht statt, stattdessen wird Glukose über den Entner-Douderoff-Weg, den Pentosephosphatweg oder über eine Kombination der beiden Wege metabolisiert.^[3] Unter anaeroben Bedingungen, in Gegenwart von Nitraten, nutzt P. denitrificans für seinen Energiestoffwechsel die Denitrifikation, daher der Artname. P. denitrificans kann ebenfalls in vollständiger Abwesenheit von organischen Substanzen leben, mit Wasserstoff (H₂) als Substrat für den Energiestoffwechsel und Kohlendioxid (CO₂) als Substrat für den Baustoffwechsel, hierbei man spricht von Chemolithoautotrophie. Hierbei wird Wasserstoff gespalten, von daher wird auch die Bezeichnung Knallgasreaktion für diesen Art der Chemolithotrophie verwendet. Andere Bakterienarten, die diesen Stoffwechselweg einsetzen sind Knallgasbakterien sind z. B. Derxia gummosa, Bradyrhizobium japonicum und Hydrogenobacter thermophilus.^[4]

Die aerobe Atmungskette von P. denitrificans hat große Ähnlichkeit mit der Atmungskette der Mitochondrien, die nach der Endosymbiontentheorie aus einem gemeinsamen Vorläufer hervorgegangen sind.^[5]

Das Genom von P. denitrificans wurde 2004 sequenziert.^[6]

Quellen

1. Beijerinck, M.W. und Minkman, D.C.J. (1910): Bildung und Verbrauch von Stickoxydul durch Bakterien. In: Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde und Infektionskrankheiten und Hygiene, Abteilung II. Bd. 25, S. 30–63.
2. Davis, D.H. et al. (1969): Proposal to reject the genus Hydrogenomonas: taxonomic implications. In: Int. J. Syst. Bacteriol. Bd. 19, S. 375–390.
3. George M. Garrity, Don J. Brenner, Noel R. Krieg, James T. Staley (Hrsg.): Bergey's manual of systematic bacteriology. Vol. 2: The Proteobacteria Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteabacteria. 2. Auflage. Springer, New York 2005, ISBN 978-0-387-24145-6
4. Alexander Steinbüchel, Fred Bernd Oppermann-Sanio, Christian Ewering, Markus Pötter: Mikrobiologisches Praktikum: Versuche und Theorie. 3. Auflage. Springer Spektrum, Berlin [Heidelberg] 2021, ISBN 978-3-662-63234-5.
5. John, P. und Whatley, F.R. (1975): Paracoccus denitrificans and the evolutionary origin of the mitochondrion. In: Nature. Bd. 254, Nr. 5500, S. 495–498, PMID 235742.
6. Paracoccus denitrificans 1222 analysis files (Memento vom 14. Oktober 2006 im Internet Archive)

Literatur

• Baker, S.C. et al. (1998): Molecular genetics of the genus Paracoccus: metabolically versatile bacteria with bioenergetic flexibility. In: Microbiol. Mol. Biol. Rev. Bd. 62, Nr. 4, S. 1046–1078. PMID 9841665 PDF (Memento vom 13. September 2006 im Internet Archive)
• van Verseveld, H.W. und Stouthamer, A.H. (1999). The Genus Paracoccus. In: The Prokaryotes. 3rd edition, release 3.0. Springer-Verlag, New York.
• Kelly, D.P. et al. (2006): Redefining Paracoccus denitrificans and Paracoccus pantotrophus and the case for a reassessment of the strains held by international culture collections. In: Int. J. Syst. Evol. Microbiol. Bd. 56, S. 2495–2500. PMID 17012585